Передний генетический экран, основанный на высоте Ca2 " в качестве считывания, приводит к выявлению генетических компонентов, участвующих в зависимых от кальция сигнальных путей в растениях.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Передний генетический экран, основанный на высоте Ca2 " в качестве считывания, приводит к выявлению генетических компонентов, участвующих в зависимых от кальция сигнальных путей в растениях.
Передние генетические экраны были важными инструментами в объективной идентификации генетических компонентов, участвующих в нескольких биологических путей. Основой экрана является создание популяции мутантов, которые могут быть проверены с фенотипом интереса. EMS (сульфонат этилового метана) является широко используемым алкилатированием для индуцирования случайных мутаций в классическом переднем генетическом экране для выявления нескольких генов, участвующих в том или ином процессе. Цитосорический кальций (Ca2")высота является ключевым ранним сигнальным путем, который активируется при восприятии стресса. Однако личность рецепторов, каналов, насосов и транспортеров Ca2 "по-прежнему неуловимы во многих системах исследования. Aequorin является клеточным кальция репортер белка изолированы от Aequorea Виктория и стабильно выражается в Arabidopsis. Используя это, мы разработали передний генетический экран, в котором мы EMS-мутагенизированные трансгенные аекворин. Семена из растений-мутантов были собраны (M1) и скрининг на фенотип интереса был проведен в сегрегации (M2) населения. Используя 96-хорошо высокопроизводительный протокол измерения Ca2, можно определить несколько новых мутантов, которые имеют различную реакцию кальция и измеряются в режиме реального времени. Мутанты с фенотипом интереса спасаются и распространяются до получения гомозиготной популяции растений-мутантов. Этот протокол обеспечивает метод для передних генетических экранов в Ca2 "репортер фон и определить роман Ca2 " регулируемых целей.
Изменение в цитозолических кальция (Ca2 ")концентрация на восприятие биотического или абиотического стимула является хорошо изучены раннего сигнализации событие, которое активирует многие сигнальные пути1,2,3,4. Клетка в его базальном состоянии отдыха поддерживает более низкую концентрацию Ca2 "в цитозоле и секвестраторов избыток Ca2 " в различных внутриклеточных органелл и внеклеточной апопласт, ведущих к крутой Ca2 "градиент5,6. При восприятии сигнала, Ca2 "уровни поднимаются в цитозоле из-за притока Ca2 " из внеклеточных и / или внутриклеточных источников и генерировать стимулы конкретных подписи кальция7,8,9. Ca2 "высоты в цитосол активируются многими стимулами, но специфика поддерживается различных магазинов, выпускающих Ca2 ",уникальный Ca2 " подпись и соответствующие белки датчика10,11.
Использование алкилатового агента, этил-метанового сульфоната (ЭМС) для мутагенеза является мощным инструментом в классических передних генетических экранах для выявления нескольких независимых генов, участвующих в процессе. EMS является химическим мутагеном, преимущественно вызывающим C к T и G к переходу случайным образом по всему геному и производит 1 bp изменение в каждых 125 кб генома. EMS mutagenesis вызовет изменения ≈1000 однобазовой пары, либо вставки / удаления (InDel) или одного нуклеотида полиморфизма (SNP) на геном12. МУТАЦИи, индуцированные EMS, представляют собой множественные точечные мутации с частотой мутаций от 1/300 до 1/30000 за локус. Это уменьшает количество растений M1, необходимых для поиска мутации в данном гене. Диапазон популяций семян M1 2000-3000 обычно используется для получения мутаций, представляющих интерес в Arabidopsis thaliana13,14.
Aequorin трансгенитики являются Arabidopsis Колумбия-0 (Col-0) экотип растений, выражающих p35S-apoaequorin (pMA'2) вцитозоле 15. Aequorin является Ca2 "связывающий белок, состоящий из апопротеина и протезной группы, состоящей из молекулы люциферина, коэлентеразин. Связывание Ca2 "к aequorin, который имеет три Ca2 " связывающих EF-руки сайтов, приводит к coelenterazine окисляется и циклизируются, чтобы дать диоксетанон промежуточных, а затем конформационное изменение белка сопровождается выпуском двуокиси углерода и синглет-возбужденных coelenteramide16. Coelenteramide так производится испускает синий свет(no max, 470 нм), которые могут быть обнаружены люминесометр17. Таким образом, чрезвычайно быстрые высоты Ca2 можно измерять в режиме реального времени и использовать для быстрого перемотки на задние экраны. Этот протокол направлен на использование специфичности кальция ответ для выявления новых ключевых игроков, которые участвуют в Ca2 "подпись. Для достижения этой задачи мы используем МУТагенез EMS в трансгенном акурерине и идентифицируем SNPs, связанные с измененной сигнализацией Ca2. Протокол определяет мутантов, которые не показывают или уменьшены Ca2 "высоты при добавлении стимулов. Эти мутанты могут быть отображены для определения генов, ответственных за ответ Ca2. Метод применим к любому виду жидких стимулов в растениях, что приводит к ca2 "высота. Так как высота Ca2 является одним из первых ответов в пути сигнализации защиты растений, идентификация компонентов реагирования вверх по течению может обеспечить кандидатов на генную инженерию для разработки устойчивых растений.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. МУТагенез EMS и одна родословная на основе коллекции семян (1-3 месяца)
2. Высокопроизводительный скрининг для выбора мутантов (8 месяцев)
3. Анализ данных и идентификация мутантов (1-3 месяца)
ПРИМЕЧАНИЕ: Показания, предоставленные из вышеуказанного метода, находятся в относительных световых единицах (RLU).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Популяция EMS была проверена на H2O2 индуцированной высоты Ca2" . Как обсуждалось ранее, 12 отдельных M2 саженцы были проверены от каждой линии M1. На рисунке 3,одна такая линия M1 построена с каждой панелью, показывающей 12 отдельных саженцев M2. Аекворин дикого типа используется в качестве контроля для сравнения и оценки реакции мутантов. рецессивный мутант отделяется в соотношении 1:7 (мутант: не мутант). При скр...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
EMS mutagenesis является мощным инструментом для генерации мутаций в популяции. Классические передние генетические экраны с использованием EMS были эффективным инструментом для выявления новых генов по двум основным причинам: во-первых, они не требуют каких-либо предварительных предположений о идентичности генов, а во-вторых, они не вводят каких-либо предубеждений. Есть несколько методов для создания скрининга населения, как EMS, T-DNA вставки, излучения и т.д. Из всех методов, НА основе EMS мутагенез имеет мало преимуще...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ни один из авторов не имеет каких-либо конфликтов интересов, чтобы объявить.
Мы благодарим Национальный институт исследований генома растений - Фитотронный фонд для роста растений, Bombay Locale за видеосъемка, и Департамент биотехнологии- eLibrary consortium за предоставление доступа к электронным ресурсам. Эта работа была поддержана Департаментом биотехнологии, Индия через Национальный институт исследования генома растений Основной Грант, Макс Планк Gesellschaft-Индия Партнерская группа программы; и стипендию CSIR-Junior Research fellowship (до D.M и S.M) и Кафедра биотехнологии-младшего научно-исследовательского стипендий (к Р.П.).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 24 луночный планшет для культуры тканей | Jetbiofil | 11024 | для выращивания рассады |
| 96 лунок белый клинипластин | Thermo Scientific | 9502887 | для люминометров |
| Aequorin | |||
| Agropet | Lab Chem India | для роста растений | |
| Хлорид кальция | Fisher Scientific | 12135 | для разгрузки раствор |
| Коэлентеразин | PJK | 55779-48-1 | протезная группа для экворина |
| Эхтилметан сульфонат | Sigma Aldrich | M0880-5G | для мутагенеза семян |
| Этанол | Аналитический реагент | 1170 | для сброса раствор |
| соляной кислоты | Merck Life Sciences | 1.93001.0521 | раствор стерилизации |
| Перекись водорода | Fisher Scientific | 15465 | в качестве стимула для повышения кальция |
| Luminoskan подъем | Thermo Scientific | 5300172 | измерение люминесценции экворина |
| MES буфер | Himedia | RM1128-100G | рост растений |
| Murashige и skoog media | Himedia | PT021-25L | рост |
| растений гидроксид натрия | Fisher Scientific | 27805 | для нейтрализации ЭМС |
| Гипохлорит натрия | Merck Life Sciences | 1.93607.5021 | стерилизационный раствор |
| Тиосульфат натрия | Fisher Scientific | 28005 | для промывки семян на шаге 1.6 |
| soilrite | Lab Chem India | для роста растений | |
| Квадратные горшки | Lab Chem India | для роста растений | |
| Сахароза | Sigma Aldrich | S0389 | рост растений |
| Taxim | Alkem | 7180720 | для спасения рассады |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.